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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO III SOLDAGEM

MODOS DE TRANSFERÊNCIA METÁLICA MIG/MAGDEFEITOS EM SOLDAGEM E ENSAIOS NÃO

DESTRUTIVOS

Professor: Moisés Luiz Lagares Júnior

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Processos de Fabricação III - SOLDAGEM

Scotti e Ponomarev, Soldagem MIG/MAG, 2008

Forças que governam a transferência metálica:

• Força gravitacional (Fg)

• Força associada à tensão superficial (Fγ)

• Força eletromagnética (Fem)

• Força de arraste (Fa)

• Força de reação por vaporização (Fv)

MODOS DE TRANSFERÊNCIA METÁLICA MIG/MAG

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Mapa de Transferência Metálica:


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Transferência por curto-circuito

• Baixas tensões e correntes de soldagem (arco curto e baixa força eletromagnética)• Frequência de transferência: 20 a 200 gotas por segundo


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Transferência por curto-circuito

• Alta geração de respingos

• Baixos valores de corrente e tensão e a tendência do arco apagar no CC (baixo calor transferido) torna este tipo adequado para chapas finas e soldagem fora de posição plana

• Alta controlabilidade do processo em função de poça de fusão pequena e arco curto

• Em chapas grossas pode ocorrer Falta de Fusão e Mordedura

• Dificuldade em alumínio devido alta condutividade térmica (poça resfria e solidifica rapidamente), dificultando a fusão do metal de base e aprisionando gases (Porosidades)


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Transferência globular

• Moderadas a altas tensões de arco e baixas correntes de soldagem (arcos longos para evitar curto circuito e força eletromagnética não significativa)• Frequência de transferência: 1 a 10 gotas por segundo


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Transferência globular

• Transferência irregular de gotas grandes (maiores que o diâmetro do eletrodo)

• Limitada à posição plana (força gravitacional dominante)

• Aspecto irregular do cordão de solda


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Transferência goticular

• Transferência de pequenas gotas uniformes (diâmetro próximo do eletrodo), sequencial e em alta frequência (> 200 gotas por segundo)


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Transferência goticular • Ocorre em altas correntes (forças eletromagnéticas altas), polaridade positiva, tensões elevadas e atmosfera à base de Argônio

• A trajetória do vôo coincide com o eixo do eletrodo. Poderia ser empregada em qualquer posição

• Altas correntes (impondo alta energia) criam poças volumosas, dificultando soldagem fora de posição plana e chapas finas

• Aplicações principais: união e enchimento de chanfros em chapas grossas (acima de 3 mm), como é o caso de caldeirarias e construção naval

• Elevada estabildade do arco, pouco ou nenhum respingo, bom molhamento e boa penetração de solda, bom aspecto superficial, soldagem em alta velocidade e alta taxa de deposição

• Corrente de soldagem acima da Corrente de Transição - ItrScotti e Ponomarev, Soldagem MIG/MAG, 2008

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Corrente de Transição

• Acima da Itr, ocorre redução significativa e abrupta do tempo de formação da gota até o destacamento, com consequente aumento súbito da frequência de transferência

• Explicado pela mudança do fenômeno que governa a transferência (de Equilíbrio de Forças Estáticas para a Instabilidade Pinch

• Como regra prática, quanto maior a resistividade elétrica, menor o ponto de fusão, menor o diâmetro e maior o comprimento energizado do eletrodo, menor é a Itr

• Também depende do tipo de gás de proteção


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DEFEITOS EM SOLDAGEM

• Descontinuidade: interrupção da estrutura típica de um material como falta de homogeneidade de características mecânicas, metalúrgicas ou físicas

• Uma descontinuidade não é necessariamente um defeito

• Defeito: é uma descontinuidade que, pela natureza ou acúmulo, torna um produto inadequado por não atingir os requisitos mínimos de qualidade

• Uma solda com defeito possui uma ou mais descontinuidades

• Existe um grande número de definições em uso para cada defeito

• De acordo com o sistema de classificação estabelecido pelo International Institute of Welding – IIW (Comissão V – Non-destructive Testing and Quality Assurance of Welded Products – doc IIS/11W-340-69), os defeitos são ordenados em seis grupos:

Modern Welding Technology, sixth edition

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• Descontinuidade caracterizada por ter forma pontiaguda e alta razão entre comprimento e largura

• Um dos mais sérios defeitos devido a redução de resistência mecânica

• Agravada por carregamentos de impacto e baixas temperaturas

• Em geral, trincas indicam que o metal de solda (ou de base) apresenta baixa dutilidade e/ou alta restrição ao movimento. Contribuem: alta taxa de resfriamento, composição alta-liga, insuficiente calor imposto, preparação inadequada da junta e seleção incorreta do metal de adição


Série 100: Trincas

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Série 100: Trincas

Mecânica da Fratura:

σm = 2σo(a/ρe)1/2

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Série 100: Trincas

• Existem vários tipos de trincas

• Pode-se classificá-las como:

a) Trincas de superfície

b) Trincas internas

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Série 100: Trincas

Tipos de trinca de superfície:

• Transversal

• Longitudinal

• Trinca de cratera

• Trinca na margem ou Toe Crack (normalmente vem à superfície)

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Série 100: Trincas

Trincas de superfície:

• Transversal

• Longitudinal

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Série 100: Trincas

Trinca de superfície


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Série 100: Trincas



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Série 100: Trincas


• Toe Crack (trinca na margem do cordão)

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Série 100: Trincas

• As trincas internas podem estar no cordão de solda ou na ZAC (underbead cracks)

• Pequenas trincas são também chamadas de microfissuras

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Inspeção de trincas:

• Trincas de superfície: Inspeção Visual, Líquido Penetrante

• Trincas internas: Exame Ultrassom, Raio X, Partícula Magnética

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END – Ensaios Não Destrutivos: Inspeção Visual

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END – Ensaios Não Destrutivos: Líquido Penetrante

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END – Ensaios Não Destrutivos: Ultrassom

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END – Ensaios Não Destrutivos: Partícula Magnética

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Série 200: Cavidades

• O tipo mais comum de cavidade é a porosidade definida como a descontinuidade formada pelo aprisionamento de gás durante a solidificação

• Pode-se classificá-la como:

a) Porosidades de superfície

b) Porosidades internas

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Porosidades de superfície

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Porosidades internas

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• Carta de porosidade

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• Srinkage cavity: Cavidade devido a contração na solidificação

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• Porosidade Vermiforme

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Série 300: Inclusões

• Normalmente são defeitos internos

• Qualquer material estranho no depósito de metal de solda

• O mais comum defeito é a inclusão de escória, definido como o aprisionamento de material sólido não-metálico no cordão de solda

• Também pode ocorrer: a) Inclusão de fluxo (SAW)b) Inclusão de óxidos (soldagem de alumínio)c) Inclusão de tungstênio (GTAW – teste radiográfico)

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Série 400: Falta de Fusão

• Fusão incompleta, penetração incompleta, falta de penetração

• Séria redução de resistência estática e pontos de concentração de tensão

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Série 500: Defeito de forma

• Caracterizado pelo contorno impróprio do cordão, a morderura é um dos exemplos

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Sobreposição

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Série 600: Miscelânia

• Aparência ruim

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• Aparência ruim

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• Excesso de Respingos

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• Excesso de Respingos

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